黑蒜的固態發酵是指大蒜本身作為沒有水或者基本上沒有游離水的固態基質進行自身發酵的一種發酵方式。目前，國內黑蒜的生產多采用固態發酵工藝。固態發酵的主要工藝流程為：大蒜原料的選擇→檢測→冷庫貯藏→預處理→分級挑選→裝盤→高溫、高濕發酵→黑蒜殺菌消毒→黑蒜包裝→產品質量檢測→成品。其中，最關鍵的步驟是原料的預處理和高溫、高濕發酵。
目前，國內生產黑蒜過程中對大蒜的預處理方式有多種。喬旭光等人對大蒜進行了低溫冷凍、超聲波處理和抑制呼吸處理等預處理方式，這種預處理對黑蒜中還原糖含量、氨基態氮含量、HMF 含量、總酚含量都有有效的促進作用，同時大大減少了黑蒜的加工時間、能耗和成本，而且口感、色澤、風味沒有差異，功能成分略有提高；劉文洪等人對大蒜進行微波處理，加快了大蒜細胞的裂解和自身的發酵，從而提高了黑蒜的生產效率；宋國軍為了最大化地保存和增加大蒜的生理活性，對大蒜進行了多種混合菌液的浸泡處理，也取得了良好的效果。
在固態發酵工藝中，最為重要的環節是高溫、高濕發酵。高溫、高濕的發酵條件是大蒜自身發生美拉德反應的前提，同時也是影響
黑蒜中有效成分含量的主要因素。楊俠提出了一種恒溫恒濕的發酵方式，強調把大蒜清洗干凈后裝盒放入發酵車間，加溫 50~80 ℃，加濕 50%~80%，對大蒜發酵1個月即可制成
黑蒜。對于這種發酵方式雖然說便于操作和控制，但是生產能耗較大且效率不高。另外，安東等人對大蒜發酵過程中的恒溫和變溫對
黑蒜熟化過程中有效成分含量的影響分別做了試驗，試驗表明變溫發酵有利于
黑蒜中有效成分的積累，而且能更好地提高
黑蒜產品的感官品質、縮短加工時間、節約能源。國內
黑蒜的生產多采用變溫發酵的方式。在采用變溫發酵期間由于每一批大蒜的含水量、蒜瓣大小、大蒜中的 pH 值都不一樣，所以在實際發酵過程中每個階段的溫度和時間如何確定，還需要有經驗的技術人員來掌控。
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